【正文】 在點(diǎn)擊仿真窗口下面的一個(gè)運(yùn)行。還有就是接在晶振電路中的電容，電容的大小對(duì)晶振的穩(wěn)定有很大 的關(guān)系，電容大則有利于晶振在起振時(shí)的穩(wěn)定，但是電容大又不容易使晶振起振，反之電容小的話晶振起振就容易，但起振后的穩(wěn)定性差，有時(shí)系統(tǒng)板工作不正?；蚴窍到y(tǒng)不穩(wěn)定往往就是由于晶振電路的這兩個(gè)電容選擇不當(dāng)而引起的。 delay(5)。工作中系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的操作以 ROM 的 命令和存儲(chǔ)器 命令形式出現(xiàn)。 圖 220 多點(diǎn)溫度采集電路 硬件的的選擇以及設(shè)計(jì)可以稱之為本設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用 TTL系列集成電路 7404 或 7407 低電平驅(qū)動(dòng)，也可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)。其主要性能特點(diǎn)如下 : 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無(wú)須外部器件； 可以通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ； 零待機(jī)功耗； 溫度以 9 或 12 位數(shù)字量讀出； 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒掉，但不能正常工作。這個(gè)電壓被運(yùn)放放大由⑩腳輸出，再經(jīng) R6， C4 濾除干擾信號(hào)后由輸出端輸出 V0。復(fù)位端 是 RESET，其可以保持 25ms 到復(fù)位結(jié)束并且 是有低變到高，通常接 +5V 電壓就行了 。 方式 2（雙向選通 I/O 方式）：方式 2 是方式 1 輸入和方式 1 輸出的結(jié)合。其電路原 理圖如圖 所示。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)是很重要的，就等同與我們?nèi)祟惖男呐K一樣工作，單片機(jī)的所有操作，程序的執(zhí)行，都是在時(shí)鐘脈沖的同步下才使得進(jìn)行的，時(shí)鐘電路控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。 STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能COMOS8 的微處理器，俗稱單片機(jī)。此中央控制電路即可以執(zhí)行內(nèi)部程序也可以執(zhí)行外部存儲(chǔ)器程序，當(dāng) STC89C52 的EA 端置高時(shí)先執(zhí)行內(nèi)部 8K 的程序存儲(chǔ)區(qū)的程序；當(dāng) EA 端被置低時(shí)單片機(jī)就不執(zhí)行內(nèi) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 部的程序，停止在那里，直接從外部存儲(chǔ)器中讀取中斷程序。 單片機(jī)的功能，其中包括尋址方式、尋址空間、中斷能力、定時(shí)范圍 等。 近年來(lái)單線多點(diǎn)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的發(fā)展使溫度檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速、可靠、低成本、數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化。此系統(tǒng)通過(guò) DSP 作為溫度的采集和控制核心，結(jié)合 DSP 軟件的設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)多路溫度信號(hào)的同時(shí)采集。這些元件在多路采集的情況下，很難實(shí)現(xiàn)每一路信號(hào)的同時(shí)采集，而且電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要連接 放大和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。 8 系統(tǒng)的調(diào)試 .............................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。珠海 二○一三年五月 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠(chéng)信承諾書 本人鄭重承諾 ： 本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)《 基于單片機(jī)的溫度控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)使用的 數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。 文章總體概述 ............................................................ 4 方案所實(shí)現(xiàn)的要求 ........................................................ 4 總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................ 4 2 單片機(jī)的選擇以及介紹 ......................................................... 5 中央控制電路 ............................................................ 5 STC89C52 簡(jiǎn)介 ........................................................... 6 本章小結(jié) ................................................................ 8 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案 ............................................................. 9 復(fù)位電路 ................................................................ 9 時(shí)鐘電路 ............................................................... 10 鍵盤及顯示模塊 .......................................................... 11 溫度采集電路的設(shè)計(jì) ......................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。隨著現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展， 在工業(yè)生產(chǎn)中，液位、溫度、流量、壓力是最常見的過(guò)程變量，在這四種當(dāng)中溫度又是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，尤 其是在化工行業(yè)、電力行業(yè)、冶金行業(yè)、機(jī)械加工業(yè)以及食品加工業(yè)應(yīng)用的十分廣泛，這幾個(gè)行業(yè)都需要對(duì)各種反應(yīng)爐、熱處理爐、加熱爐以及鍋爐的溫度進(jìn)行控制 ，盡量按照人們的要求去變化，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制相應(yīng)的執(zhí)行部件，可以避免溫度過(guò)高或過(guò)低，減少帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，使人身、財(cái)產(chǎn)安全得到很好的保證。 基于 DSP 控制的多路溫度測(cè)試系統(tǒng)，是通過(guò)溫度傳感器 DS18B20 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 設(shè)計(jì)研究意義及目的 單 片機(jī)的 多路溫度采集系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)有單片機(jī)模塊、 溫度采集模塊 、 LCD 液晶顯示模塊、基本的復(fù)位電路和 報(bào)警 電路，各部分組合完成基礎(chǔ)的電路硬件模塊。如下圖 1 所示 圖 1 整體設(shè)計(jì)流程圖 鍵盤及溫度顯示模塊 加熱模塊 報(bào)警模塊 單片機(jī)中央控制模塊 溫度采集模塊 溫度上下限調(diào)整模塊 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 單片機(jī)的選擇以及介紹 中央控制電路 中央控制電路作為系統(tǒng)的核心，對(duì)該電路的設(shè)計(jì)顯得優(yōu)為重要。 在最小配置的晶振電路中，為使單片機(jī)的時(shí)鐘更加穩(wěn)定須旁接兩個(gè)瓷片電容。與此同時(shí)傳統(tǒng)的 8 位單片機(jī)的性能也有了質(zhì)的飛躍，相 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 對(duì) 80 年代來(lái)說(shuō)處理能力提高了數(shù)百倍。 開關(guān)閉合的時(shí)候同時(shí)也閉合了電容 C4 充電，穩(wěn)定了復(fù)位腳的電平。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路就可以了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼。方式 0 適用于無(wú)條件傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，如讀一組開關(guān)狀態(tài)、控制一組顯示燈，不需要應(yīng)答信號(hào)， CPU 可以隨時(shí)讀出開 關(guān)狀態(tài)，隨時(shí)可以把一組數(shù)據(jù)送指示燈顯示。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 29 字符的代碼和字符的圖形對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 方案四： HD7279 鍵盤顯示電路 此方案采用 HD7279A， 它共有 28 個(gè)引腳。其電路原理圖如圖 210。應(yīng)當(dāng)注意的是：使用運(yùn)放時(shí)，要考慮到該運(yùn)放的放大倍數(shù)是否能達(dá)到系統(tǒng)的要求，要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。方案三使用了數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，其硬件簡(jiǎn)單，測(cè)溫精度高。圖中給出了 4 路溫度采集電路， 4 只智能溫度傳感器 DS18B20 的信號(hào)輸出端都連接到單片機(jī)的 端，電阻 R6 作為上拉電阻。讓標(biāo)志自加，當(dāng)計(jì)時(shí) 2s時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和刷新顯示。 P0=。硬件 調(diào)試可分成以下幾個(gè)部分單獨(dú)調(diào)試：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)調(diào)試， A/D 采集模塊調(diào)試，運(yùn)算放大模塊，顯示電路調(diào)試。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 系統(tǒng)程序仿真調(diào)試 軟件的調(diào)試我們主要在 Proteus7 的環(huán)境下進(jìn)行仿真，讓程序能 實(shí)現(xiàn)設(shè)定方案要求。對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)要求我們可以看到仿真溫度的顯示是正常的。若 EA 腳懸空，則 CPU 不訪問(wèn)內(nèi) 部的程序存儲(chǔ)器，寫入它的程序就不能正常運(yùn)行。 P0=date。 DS18B20 子程序 分 為： DS18B20 初始化程序、讀 DS18B20 子程序、寫 DS18B20 子程 序 。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件采用 C 語(yǔ)言編寫，在 Windows XP 的環(huán)境下 Keil uVision3 進(jìn)行編寫，對(duì)STC89C52 進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)各 項(xiàng)功能。如下圖 216 報(bào)警電路 。低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)是由減法計(jì)數(shù)器 1 進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。該電路測(cè)溫范圍為： 0～ 100℃，輸出電壓為 0～ 5V。 DIG0～ DIG7 和 SA～ SG 也分別 是 64 鍵盤的列線和行線端口，完成鍵 盤掃描、 譯碼和鍵碼識(shí)別。 PA 口為方式 2 工作時(shí)， PB 口仍可作方式 0 和方式 1I/O 口， PC 口高 5 位作狀態(tài)控制線。 T（第 8 腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。片內(nèi)振蕩器的震蕩頻率 fOSC 非常接近晶振頻率，一般多在 ～ 12MHz 之間選取，這次畢設(shè)用的時(shí)鐘頻率是 6MHz。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào) PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroler），因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。 系統(tǒng)的功耗，特別是在野外作業(yè)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這尤為重要。 二十一世紀(jì)是科技高速發(fā)展的信息時(shí)代，電子技術(shù)、微型單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛，伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，需要對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行溫度測(cè)量。PLC 功能的擴(kuò)充是在控制器中擴(kuò)充了 PID 控制功能，因此在邏輯控制與 PID控制的混合應(yīng)用場(chǎng)所中，采用 PLC 控制較為合理。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 發(fā)展現(xiàn)狀 多路溫度控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀目前，多路溫度控制的方法有基于計(jì)算機(jī)的溫度控制系統(tǒng)、基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)、基于 CPLD/FPGA 的溫度控制系統(tǒng)、基于 DSP 控制的多路溫度采集系統(tǒng)和基于 PLC 的溫度控制系統(tǒng)。 8 溫度控制電路的調(diào)試 .....................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。特別是冶金，化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用，其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控 制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的，工業(yè)生產(chǎn)中溫度控制具有單向性、時(shí)滯性、大慣性和時(shí)變性的特征，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)溫度控制的快速性和準(zhǔn)確性，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量具有很重要的意義。 背景和意義 ..............................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 990 年國(guó)際溫標(biāo)是根據(jù)第 18 屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)第 7 號(hào)決議的要求 ,由第 77 屆國(guó)際計(jì)量委員會(huì)于 1989 年會(huì)議通過(guò)的。 基于 FPGA 的高精度多路溫度采集器，無(wú)需計(jì)算機(jī)干涉，可以采集多路溫度信號(hào)，對(duì)計(jì)算機(jī)的服務(wù)定時(shí)約束非常松弛。單片機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)是成本較低。 當(dāng)實(shí)溫超出上下限，系統(tǒng)能發(fā)出警報(bào) 對(duì)掉電，斷電或復(fù)位等情況下，能記錄保存上一次設(shè)定的上下限溫度值。該單片機(jī)是一款與 8031 完全兼容，是一款 8 位的，具有 16 地址總線的單片機(jī)，其最高頻率可達(dá)到 24M，最底可為 0M，支持休閑模式和掉電模式，功耗底。漸漸的隨著工業(yè)控制領(lǐng)域的要求有所提高，出現(xiàn)了十六位的單片機(jī)，卻因?yàn)槭粏纹瑱C(jī)的性價(jià)比不是很理想所以并沒(méi)有得到廣泛的使用 。復(fù)位電路圖如圖 23。本文采用了四個(gè)方案進(jìn)行論證。 方案二： 8255 解決方案 8255 內(nèi)部有三個(gè)并行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口，有兩個(gè)工作方式控制電路，一個(gè)讀寫控制邏輯電路，一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)總線緩沖器。原理圖如圖 27。 AD590 的工作原理是利用電路能產(chǎn)生一個(gè)與絕對(duì)溫度成正比的電流輸出，而作為絕對(duì) 溫度與電流的轉(zhuǎn)換器件。 其測(cè)溫電路